專利號：ZL200920104103.7（實(shí)用新型）
專利發(fā)明人：李晉 邢波 劉立中 王永紅
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及串行通信領(lǐng)域，具體是一種的串行通信自動切換裝置。
背景技術(shù)
隨著企業(yè)信息化的發(fā)展，各種生產(chǎn)監(jiān)測、監(jiān)控、計(jì)量系統(tǒng)在煤礦進(jìn)行大規(guī)模的推廣和使用，如：KJ90型煤礦監(jiān)控系統(tǒng)、KJ95型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJ69井下人員定位跟蹤系統(tǒng)、核子稱自動計(jì)量系統(tǒng)、電子軌道衡等等。這些系統(tǒng)大多可分為兩部分，即工業(yè)監(jiān)測、控制部分和數(shù)據(jù)采集傳輸、計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)部分。其中數(shù)據(jù)采集傳輸部分多采用RS232串行總線或RS232轉(zhuǎn)RS485總線。計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)部分由于受到病毒感染、硬件損壞、系統(tǒng)死機(jī)等各種因素的影響，易發(fā)生故障，多采用井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)同時(shí)工作的方法來保證系統(tǒng)的安全，但是井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)傳輸線路的切換多采用手工拔插電纜的方式完成，這就造成許多問題：1、如井上監(jiān)控主機(jī)或監(jiān)控備用機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件無法響應(yīng)、死機(jī)等問題無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會導(dǎo)致手工切換遲后，進(jìn)而造成數(shù)據(jù)采集、傳輸中斷；2、在對井上監(jiān)控主機(jī)或監(jiān)控備用機(jī)進(jìn)行整理、殺毒、數(shù)據(jù)備份時(shí)，人工切換井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)，繁瑣、費(fèi)時(shí)；3、由于工業(yè)控制線路電壓不穩(wěn)，對數(shù)據(jù)通信電纜進(jìn)行熱拔插可能損壞井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)，如果關(guān)機(jī)后切換再重開機(jī)，又比較費(fèi)時(shí)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為了解決目前井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)的切換方式費(fèi)時(shí)、不利系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、且損壞井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)可能性較高等問題，針對基于串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控系統(tǒng)，提供了一種串行通信自動切換裝置。
本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：串行通信自動切換裝置，包括單片機(jī)、輸出端與單片機(jī)連接的電平轉(zhuǎn)換器、得電與否受單片機(jī)控制的多路繼電器、用于與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信接口連接的連接器CN1、分別用于與井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)的串行通信接口連接的連接器CN2和連接器CN3，連接器CN1的各引腳分別經(jīng)多路繼電器的轉(zhuǎn)換型觸點(diǎn)與連接器CN2、連接器CN3的相對應(yīng)引腳相連，電平轉(zhuǎn)換器的輸入端與連接器CN1的接收數(shù)據(jù)信號引腳（RXD）、發(fā)送數(shù)據(jù)信號引腳（TXD）相連。
使用時(shí)，如圖 2所示，將本裝置的連接器CN2、CN3、CN1分別通過串行數(shù)據(jù)傳輸電纜與井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)、井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信接口連接，多路繼電器轉(zhuǎn)換型觸點(diǎn)的初始狀態(tài)使連接器CN2與連接器CN1對應(yīng)引腳相連，即建立了井上監(jiān)控主機(jī)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接，實(shí)現(xiàn)了井上監(jiān)控主機(jī)對井下狀況的監(jiān)測控制；與此同時(shí)，井上監(jiān)控主機(jī)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間的通訊狀況受本裝置內(nèi)單片機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，即井上監(jiān)控主機(jī)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號會經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器電平轉(zhuǎn)換后，傳輸至單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，如井上監(jiān)控主機(jī)工作正常，單片機(jī)會接收到有序脈沖信號，則單片機(jī)不改變多路繼電器的得失電狀態(tài)，即保持多路繼電器轉(zhuǎn)換型觸點(diǎn)的初始狀態(tài)，使連接器CN2與連接器CN1的保持連接，井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)可以繼續(xù)將監(jiān)測信號向井上監(jiān)控主機(jī)上傳；反之，如井上監(jiān)控主機(jī)工作不正常，單片機(jī)將接收不到信號或者接收到雜亂脈沖信號，則單片機(jī)改變多路繼電器的得失電狀態(tài)，轉(zhuǎn)換多路繼電器轉(zhuǎn)換型觸點(diǎn)的狀態(tài)，使連接器CN3與連接器CN1的保持連接，建立井上監(jiān)控備用機(jī)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接，實(shí)現(xiàn)井上監(jiān)控備用機(jī)對井下狀況的監(jiān)測控制，井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測信號向監(jiān)控備用機(jī)上傳。同理，如監(jiān)控備用機(jī)工作正常，則保持井上監(jiān)控備用機(jī)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接；如監(jiān)控備用機(jī)工作不正常，則切換至井上監(jiān)控主機(jī)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接；如井上監(jiān)控主機(jī)與監(jiān)控備用機(jī)皆工作不正常，則井上與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接一直在井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)之間切換。
為顯示本裝置的工作狀態(tài)，以便判斷當(dāng)前井上、井下的串行通信連接，單片機(jī)輸出端還連接有分別用于指示當(dāng)前與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)串行通信連接的是井上監(jiān)控主機(jī)、還是監(jiān)控備用機(jī)的發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2。當(dāng)發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2快速切換閃爍，表明井上監(jiān)控主機(jī)與監(jiān)控備用機(jī)皆工作不正常。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)串行通信連接時(shí)的通訊狀態(tài)判斷井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)的工作狀態(tài)（即是否工作正常），并通過控制多路繼電器轉(zhuǎn)換型觸點(diǎn)動作實(shí)現(xiàn)井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)的切換，保證井上監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)中工作正常的那一個(gè)與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)串行通信連接，實(shí)現(xiàn)井上、井下之間的不間斷通訊。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、合理，使用效果好，實(shí)現(xiàn)了井上、井下之間的不間斷通訊，提高了井上、井下間通訊的穩(wěn)定性。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的一具體電路原理圖；
圖2為本實(shí)用新型的應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
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